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用ＵＭＬ建模技术构建学生信息管理系统模型
作者：魏培李 魏培嫌
来源：《电脑知识与技术·学术交流》2008年第29期
摘要：UML统一建模语言，是软件分析设计中的标准语言，可用于软件分析、设计和实现的全过程。该文试图通过学生信息管理系统开发实例的设计，经过用例建模、静态建模、动态建模、代码设计、界面设计等步骤，介绍如何应用UML的方法设计和开发一个软件模型，从而提升软件设计人员和客户之间交流水平，加快软件开发进程，提高软件开发质量。 关键词：UML；学生信息管理系统；用例建模；静态建模；动态建模 中图分类号：TP311文献标识码：A 文章编号：1009-3044(2008)29-0402-04 Modeling with UML to Construct Student Information Management System WEI Pei-Li1，WEI Pei-Xian2
(1.Engineering and Science College of Huaqiao University, Quanzhou 362000,China;2.Computer Major of Quanzhou Normal University, Quanzhou 362000,China)
Abstract: The UML unified modeling language is a standard language in the software analysis design, and may be used in the software analysis, design and all of the phase of realization. The article chooses the student information manage development example, introduced how to apply UML to
design and develop a software model. It can solve the difficulty between the software designer and the users, speed up the software design and raise the development quality.
Key words: UML; student information manage system; use case modeling; static modeling; dynamic modeling 1 引言
随着社会经济的发展和人民生活水平的提高，信息产业的相关技术得到了突飞猛进的提升。而计算机软件作为信息产业技术的一个重要方面，也应不断更新，从而符合产业发展的需求。这就要求软件设计人员在软件开发过程中能够更加人性化、友好化，从而提高软件设计人员和客户之间交流水平，加快软件开发进程，提高软件开发质量。
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1.1 UML的简介
Unified Model Language（简称UML），是一种面向对象的可视化的标准建模语言。运用UML中的图形符号可以表示系统中的对象及其之间的关系，从不同的角度描述待开发的系统，并进行相应的语法检查和一致性检查，保证系统模型的完整性。同时，在软件系统的分析和设计中，UML的合理运用能对项目开发、团队的合作以及与用户的交流起到重要的作用。首先，UML用图形表示完整的系统，在实际应用时要反复审查和修改。虽然在分析和设计时会耗费一定的时间，但会提高编码的准确性和效率，从而有利于项目的整体开发。其次，目前，诸如像Rational Rose这样的建模工具，可以将UML模型直接转换为高级语言代码，从而节约了软件开发的时间、减少了软件代码的错误率。最后，UML作为面向对象的分析和设计技术具有与人的思维方式一致、稳定性好、可重用性好、可维护性好等优点，能大大提高系统开发的效率和质量。 1.2 UML产生背景
早期的面向对象的建模语言具有如下不足之处：
首先，面对众多的建模语言，用户由于没有能力区别不同语言之间的差别，因此很难找到一种比较适合其应用特点的语言；其次，众多的建模语言实际上各有千秋；第三，虽然不同的建模语言大多类同，但仍存在某些细微的差别，极大地妨碍了用户之间的交流。因此在客观上，极有必要在精心比较不同的建模语言优缺点及总结面向对象技术应用实践的基础上，组织联合设计小组，根据应用需求，取其精华，去其糟粕，求同存异，从而触发了UML（统一建模语言）的产生。 1.3 UML的建模机制
UML是一种面向对象的可视化的标准建模语言，以图形符号表示系统中的对象及其之间的关系，从不同的角度描述待开发的系统。UML提供了5类、9种模型图：第一类，用例图：从用户角度描述系统功能，指出各功能操作者，为需求分析提供标准化手段；第二类，静态图：描述系统静态结构，类或对角的属性、操作和相互的关系，是建立动态模型的基础，主要有类图、对象图、包图；第三类，行为图：描述系统动态模型和组成对象间交互关系，有状态图、活动图；第四类，交互图：描述对象间交互关系，有顺序图、合作图；第五类，实现图：包括构件图和配置图。
UML的建模过程主要有以下几个步骤：
1） 建立需求模型。即从功能需求出发建立用例模型；
2） 建立对象模型，包括静态模型和动态模型。静态模型使用类图、对象图、包图描述系统的对象和对象之间的静态关系，得到系统的对象和对象之间的静态关系，得到系统的整体结
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构。动态模型使用状态图、活动图、顺序图、合作图等描述系统的对象和对象之间的动态关系，得到系统的运行机制。
3） 建立系统实现模型，使用配置图定义系统的软硬件结构及通讯机制，表示软硬件系统之间的合作关系；使用构件图描述系统由哪些构件组成；
4） 检查模型之间的一致性，通常这个过程需要反复多次才能完整地描述系统； 5） 在构件图的基础上生成开发语言的代码框架。 1.4 UML的应用领域
UML的目标是以面向对象图的方式来描述任何类型的系统,具有很宽的应用领域。 1) 建立软件系统的模型,但它同样可以用于描述非软件领域的系统,如机械系统、企业机构或业务过程,以及处理复杂数据的信息系统、具有实时要求的工业系统或工业过程等。总之,UML是一个通用的标准建模语言,可以对任何具有静态结构和动态行为的系统进行建模。 2) UML适用于系统开发过程中从需求规格描述到系统完成后测试的不同阶段。 ① 在需求分析阶段,可以用用例来捕获用户需求。通过用例建模,描述对系统感兴趣的外部角色及其对系统(用例)的功能要求。
② 分析阶段主要关心问题域中的主要概念(如抽象、类和对象等)和机制,需要识别这些类以及它们相互间的关系,并用UML类图来描述。为实现用例,类之间需要协作,这可以用UML动态模型来描述。
③ 在分析阶段,只对问题域的对象(现实世界的概念)建模,而不考虑定义软件系统中技术细节的类(如处理用户接口、数据库、通讯和并行性等问题的类)。这些技术细节将在设计阶段引入,因此设计阶段为构造阶段提供更详细的规格说明。
④ 编程(构造)是一个独立的阶段,其任务是用面向对象编程语言将来自设计阶段的类转换成实际的代码。在用UML建立分析和设计模型时,应尽量避免考虑把模型转换成某种特定的编程语言。因为在早期阶段,模型仅仅是理解和分析系统结构的工具,过早考虑编码问题十分不利于建立简单正确的模型。
⑤ UML模型还可作为测试阶段的依据。系统通常需要经过单元测试、集成测试、系统测试和验收测试。不同的测试小组使用不同的UML图作为测试依据:单元测试使用类图和类规格